如图为某交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢线圈abcd为n=500匝的矩形线圈，其中ac长为L1=10cm，ab长为L2=5cm．线圈绕垂直于磁场的轴OO

题型：不详难度：来源：

如图为某交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢线圈abcd为n=500匝的矩形线圈，其中ac长为L₁=10cm，ab长为L₂=5cm．线圈绕垂直于磁场的轴OO′在磁感应强度为B=0.2T的匀强磁场中以ω=200rad/s的角速度匀速转动（不计一切摩擦），线圈总电阻为r=2.0Ω，外电路负载电阻为R=5.0Ω．试求：（若有小数计算，均取一位小数计算）
（1）交变电动势的表达式（设线圈由中性面开转）；
（2）电路中伏特表的示数；
（3）线圈每转动一周，外力所做的功．

答案

（1）由于从中性面开始转动，所以交变电动势为：e=nBsϖsinϖt=500×0.2×0.005×200sin200t=100sin200t（V）
（2）由瞬时值可知，交变电流电动势的有效值为E=

100

V…①
由闭合电路的欧姆定律知：I=

R+r

…②
电路中伏特表的示数，即负载两端的电压U=IR…③
联立①②③代入数据解得：U=50.5V…④
（3）线圈转动的周期T=

2π

200

s…⑤
由能量守恒得，外力做的功等于该电源做的功：W=UIT…⑥
联立②④⑤⑥代入数据得：W=22.4J
答：（1）交变电动势的表达式（设线圈由中性面开转）：e═100sin200t （V）；
（2）电路中伏特表的示数50.5V；
（3）线圈每转动一周，外力所做的功22.4J

举一反三

如图乙是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示．发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则（　　）

A．灯泡两端的电压为198V

B．每秒钟内电流方向改变50次

C．灯泡实际消耗的功率为537.8W

D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为48.4J

题型：不详难度：| 查看答案

如图线圈的面积为1×10²cm²，共100匝．处在B=0.5T的匀强磁场中，以100/π转/秒的转速匀速转动，已知线圈电阻为1Ω，外接电阻为9Ω，那么（　　）

A．电压表的读数45

B．以图示位置为计时零点，电流的表达式i=10sin200t

C．线圈从图示位置开始转过90°角的过程中，通过线圈导线截面的电量0.05C

D．一个周期内外力做功的平均功率为500W

题型：不详难度：| 查看答案

如图9-1，是利用高频交变电流焊接自行车零件的原理示意图，其中外圈A是通高频交流电的线圈，B是自行车的零件，

是待焊接的接口，接口两端接触在一起，当A中通有交流电时，B中会产生感应电动势，使得接口处金属熔化而焊接起来。（1）为什么在其它条件不变的情况下，交流电频率越高，焊接越快？（2）为什么焊接过程中，接口

处已被熔化而零件的其它部分并不很热？

题型：不详难度：| 查看答案

据某报刊报道,美国一家公司制成了一种不需要电池供电的“警示牌”,使用时只要用绝缘丝线将牌子挂到输电线上,如果这条输电线上有电流流过,牌子上会显示出一个分外明亮的英文词语“ON”,它类似于我国的“小心触电”或“高压危险”一类牌子,这对于防止误触电起到了警示作用.关于这则消息,你的观点是( )

A．没有工作电源,却能够发出一个明亮的英文词语“ON”,显然违背了能量转化与守恒定律,这是条假新闻,没有科学依据

B．这种牌子内部必定隐藏有太阳能电池为其供电,不然绝不会发出明亮的英文词语“ON”,这是条故弄玄虚的消息,但有科学依据

C．这种牌子只能挂在有交变电流流过的输电线上,才会发出明亮的英文词语“ON”,这是条真实的消息,完全有科学依据

D．这种牌子不论挂在有交变电流还是有稳恒电流流过的输电线上,都会发出明亮的英文词语“ON”,这是条真实的消息,有科学依据

题型：不详难度：| 查看答案

如图所示,把电阻、电感线圈、电容器并联接到某一交流电源上,三个电流表的示数相同.若保持电源电压不变,而将频率加大,则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是( )

A．I1="I2=I3"

B．I1>I2>I3

C．I2>I1>I3

D．I3>I1>I2

题型：不详难度：| 查看答案